2035 年冲 1356 亿！人形机器人灵巧手产业化爆发，特斯拉、宇树等玩家杀疯了

在人工智能与先进制造深度融合的浪潮下，人形机器人正成为全球高端产业竞争的新焦点，其技术突破与产业化进程不仅标志着智能制造的前沿水平，更关乎未来人机协作的生态格局。作为人形机器人实现类人操作能力的核心部件，灵巧手的发展直接决定了人形机器人能否突破 “工具化” 局限，真正迈向 “智能化、拟人化” 的应用场景，其产业价值与技术意义愈发凸显。

近年来，特斯拉 Optimus、宇树科技、因时机器人等头部企业持续加码人形机器人研发与量产布局，推动行业从技术验证阶段向商业化落地阶段跨越。人形机器人的应用场景已从工业领域的特定任务，拓展至家庭服务、医疗护理、精密装配等多元化场景，这对其末端执行器的 “灵巧性” 提出了更高要求 —— 传统工业机器人的标准化夹爪难以满足非结构化环境下的复杂操作需求，灵巧手成为突破人形机器人应用边界的关键支点。

随着人形机器人行业的规模化发展，灵巧手市场空间呈现爆发式增长态势。据测算，2025 年灵巧手行业市场规模将达 13.62 亿元，2025-2030 年复合年均增长率（CAGR）高达 72.38%，2035 年更是有望突破 1356.74 亿元。这种增长既源于人形机器人量产需求的直接驱动，也得益于灵巧手技术突破带来的应用场景拓展与成本下降，其产业化进程已成为人形机器人行业落地节奏的 “晴雨表”。

基于上述背景，本报告聚焦 “人形机器人灵巧手产业化” 这一核心命题，从技术必要性、模块构成、产业应用与市场空间等维度展开深度分析，旨在厘清灵巧手产业的发展逻辑、技术路径与商业机会，为产业参与者、投资者提供兼具前瞻性与实操性的决策参考，助力把握人形机器人产业浪潮中这一核心赛道的发展脉搏。

一、为什么灵巧手是人形机器人的核心部件

1.1 应用层面：人形概念的具现式

传统机器人末端执行器多采用夹爪，在灵活性、精准度上存在局限。末端执行器是机器人作业的执行部件，形态包含夹持器、抓持手、灵巧手等，不同形态适配不同场景，通常安装于机器人腕部末端。传统末端执行器如夹爪、抓持手，因低成本、高稳定性等优势，成为医疗检测、3C 装配等领域的主流应用。而人形机器人的灵巧手通过模仿人手设计，需完成多样化非标任务，对灵活性、精准度要求更高；也正因结构与人手相似，灵巧手成为人形机器人概念的具现式。

灵巧手泛化能力较强，在多场景中均有较大应用潜力。传统夹爪或抓持手虽已在工业装配、医疗检测等领域应用，但因仅针对标准化流程设计，泛化能力有限。灵巧手结构与人手相似，具备高自由度、高精度特点，可配合人形机器人执行抓取小型物体、搬运物品等多种复杂任务，在工业、商业、家用等场景中应用潜力较大。

1.2 成本层面：灵巧手占整机成本比重约为 17%

灵巧手约占整机成本的 17%，从成本维度看是整机最重要的部件之一。以特斯拉 Optimus 为例，其整机各部位成本拆分中，灵巧手成本占比约 17.2%，占比最大；其中空心杯电机、六维力传感器分别占比 4.8%、8.0%，行星减速器、蜗轮蜗杆、编码器分别占比 1.8%、1.8%、0.9%，空心杯电机与六维力矩传感器是灵巧手中的核心部件。

1.3 迭代层面：灵巧性、感知力提升拓展能力边界

高自由度与高感知能力逐步拓展人形机器人的应用功能。由于人形机器人产业尚未规模化落地，当前灵巧手技术路线尚未收敛，但整体趋势是朝着更高灵巧性、更强感知能力的方向发展。以特斯拉 Optimus 灵巧手为例，从第一代迭代至第三代，单手自由度从 11 个增加至 22 个；早期感知方案仅包含力 + 位置传感器，无触觉传感器，而第三代灵巧手已全手覆盖触觉传感器并集成 AI 视觉实现动态抓取。随着灵巧手在自由度和感知能力上的持续迭代，Optimus 的应用功能也从早期抓取水壶、运货箱等基础任务，逐步拓展至接住飞行网球、弹奏乐器等更复杂的动态任务。

雷赛智能的灵巧手朝着更高自由度方向持续迭代。其在 2025 年有清晰的灵巧手迭代规划：2025Q1 的 DH116 普及型自由度为 11 个，支持 20 种手势；2025Q2 发布的 DH2015 高端型自由度提升至 20 个，手势数量增至 26 个；DH2016 高端 PLUS 型拥有更多主动自由度；DH240 旗舰型自由度提升至 24 个，支持 33 种手势，产品整体持续向更高自由度方向迭代。

二、灵巧手由驱动、传动、感知三大模块组成

2.1 电机驱动为灵巧手主流驱动方案

电机驱动符合人形机器人灵巧手的需求，是目前行业主流方案。电机驱动系统集成了空心杯电机、无刷有槽电机、减速器等零部件，因体积小、响应快、调控方便、输出力矩稳定等优点，在灵巧手控制中应用广泛。

空心杯电机是灵巧手电机驱动方式的核心零部件。与传统电机相比，它采用无铁芯的转子设计，避免了电机运行时的涡流效应（涡流效应会导致电机升温、扭矩波动及能量损失）。鉴于人形机器人灵巧手对高自由度、高精度及快速响应能力的需求，空心杯电机凭借体积小、精度高、重量轻的特点，成为灵巧手电机的主流选择。

直流无刷电机也是灵巧手设计方案中的重要零部件，与直流有刷电机相比，其特点主要体现为：

• 使用寿命更长：无机械刷子的磨损，在高速运行和恶劣环境下使用寿命更久，且运行噪音更小；

• 转速更高：响应速度和控制性能较好，可通过调节电子传感器控制转速；

• 转换效率更高：无电刷摩擦的能量损失，与传统有刷电机相比效率大幅提高；

• 控制性能优秀：采用电子换相控制，可实现精确的速度控制和扭矩控制，具备快速响应能力。

液压驱动扭矩大，但在小型化、便携性上存在不足。液压驱动的灵巧手由液动机、伺服阀、油泵和油箱等组成，常用于工业领域，液压系统抓取力大，适用于驱动大型负载，但在小型化、便携性方面仍有缺陷。

气压驱动操作简便，但灵活性较差。气压驱动系统以气体为介质，模拟人体肌肉的驱动方式，优点是易于控制、能量储存方便、系统柔性好；缺点是刚度低、动态性能差、装配难度大、运动不够精确，限制了其在工业生产中的广泛应用，常用于简单的抓持手，无法实现多关节的灵活运动。

形状记忆金属反应快，但疲劳强度低。它利用 SMA 材料在特定温度下恢复原状的特性进行驱动，优点是位移大、功率重量比高、变位迅速、方向灵活，适合高速度和高精度的小负载装配任务；缺点是成本高、易疲劳、寿命较短。

2.2 传动方式：技术方案未收敛，短期内多方案并存

腱绳传动可实现远距离动力传递。放置在灵巧手前臂中的电机通过齿轮箱驱动滚珠丝杠，滚珠丝杠上的螺母将旋转运动转化为直线运动，腱绳形成腱环套在螺母上，螺母拉动连接在灵巧手手指指背上的腱绳，实现手指绕关节轴的转动运动。腱绳传动模拟人类手部的肌腱分布，采用各类材料与剑鞘或套管配合，在手臂、手掌和手指内部灵活走线，结构紧凑且具有一定弹性，为手指运动提供一定的柔顺性和抓持适应性，可实现远距离动力传递。

腱绳传动具备较高柔性，但精度控制较难。腱绳传动因布置形式多样而有多种结构，如腱 - 腱鞘式、等径滑轮式、带轮传动式等。由于腱绳柔性较高且尺寸较小，腱绳传动系统对驱动器和减速机构的结构尺寸要求较低；但腱绳传动需对绳索机构进行预紧，且所有绳索具备弹性，导致传感器无法准确反应手指关节位置的信息，精度控制难度较高，容易磨损，通常适用于多自由度和轻量化设计。

连杆传动可实现高强度抓取，但自身较重。其结构简单、刚性强，手指的运动和动力由刚性连杆传递，能完成高强度抓取动作，结构设计紧凑，可实现包络抓取；但自身重量较大，且远距离控制难度较高，多个连杆串并联的使用形式常用于工业和商业场景。

齿轮传动精度高，但体积与质量较大。它借助齿轮间的精密啮合提升精度，传动比稳定、传递效率高、可靠性强；但齿轮结构增大了灵巧手的质量和体积，常用于耦合关节以保障运动同步性。

灵巧手传动技术路线尚未收敛，短期内多方案并存。目前人形机器人行业的灵巧手传动技术方案尚未统一，腱绳、连杆、齿轮等传动方式因各自特性被主流整机企业采用，例如特斯拉 Optimus 采用腱绳方案，宇树 Dex5 灵巧手采用齿轮方案，因时机器人采用连杆传动方案，短期内腱绳、连杆、齿轮等方案预计仍将并存。

2.3 感知方式：传感器为灵巧手对外交互的重要窗口

六维力传感器与柔性触觉传感器是提升人形机器人感知能力的关键。内部感知涵盖对灵巧手运动参数（如位置、速度、加速度等）的检测；外部感知涵盖对周围环境信息（如力 / 力矩、视觉、触觉、温度等）的检测。通过精准测量灵巧手内外部的物理参数，传感器为其运动控制提供重要信息反馈。当前阶段，六维力传感器以及柔性触觉传感器（电子皮肤）是人形机器人提升感知能力的关键。

力传感器可分为一维、三维和六维力，六维力传感器适用于机器人等高精度要求场景。力觉传感器是感知并度量力的传感器，按测量维度分为三类：

• 一维力传感器：适用于力的方向与测量轴线完全重合的场景；

• 三维力传感器：适用于力的作用点固定且与标定参考点重合、但力的方向随机变化的场景；

• 六维力传感器：适用于力的作用点和方向均随机变化的场景（如机器人末端关节控制）。该传感器通过内部算法，实现各方向力与力矩的解耦，推算部件姿态，测量精度最高，还可根据力矩大小有效保护传感器与部件。

柔性触觉传感器能够模仿人类皮肤，实现对多种物理量的检测。它通过物理接触的方式测量特定物体，是实现机器人仿生感知与智能交互的核心部件。柔性电子技术与纳米技术的发展，使性能优越、结构简单的柔性触觉传感器成为可模仿人类皮肤特性的传感器件，可检测应力、应变、剪切力及振动等，根据工作原理主要分为压阻式、电容式、压电式和摩擦电式柔性触觉传感器：

• 压阻式柔性触觉传感器：结构简单、能耗低、易读取、检测范围宽。利用材料的压阻效应，将机械信号转化为电信号来检测应变，电阻信号与材料的拉伸应力呈线性关系，常用材料有碳材料、导电织物等。

• 电容式柔性触觉传感器：具有快速响应和高灵敏度的优势。通过将机械刺激转化为电容变化实现检测，当传感器受到垂直于电极方向的应力时，两个分离电极之间的距离变化会带动电容变化；其性能会随电介质层材料的变形面积或厚度变化而变化，灵敏度会随器件尺寸减小而迅速下降，常用材料包括碳基材料、水凝胶材料、金属基材料等。

• 压电式柔性触觉传感器：无需外接电源，可实现自供电。通过压电材料变形产生电荷极化来检测力，当力撤去时材料恢复原始状态，电荷消失；因无需外接电源，在可穿戴领域应用前景广阔。

• 摩擦电式柔性触觉传感器：具有高灵敏度、高响应速度以及自供电等优点。由极性相反的两种摩擦材料组成，通过材料接触分离时的静电感应产生电势差，带动电子通过外部电路传输，完成触觉机械信号到电信号的转化。

三、主要整机企业灵巧手方案

3.1 人形机器人灵巧手的研发逐步从科研机构迈向产业

人形机器人灵巧手的研发逐渐从科研机构向产业领域推进。历史上机器人灵巧手多为三指、四指或五指，自由度在 10-20 个不等，少数灵巧手自由度在 20 个以上。随着人形机器人产业加速发展，海内外多家整机企业及零部件企业均开始研究并生产人形机器人灵巧手产品。

3.2 灵巧手产品百花齐放

灵巧手持续迭代，更高自由度带来更大应用潜力。部分整机企业自研灵巧手，整体朝着更高自由度、更强感知能力的方向迭代，进而拓展应用场景。例如特斯拉 Optimus 的灵巧手自由度从 11 个迭代至 22 个，早期仅能完成少量动作，第三代已能完成接网球等复杂动作；宇树科技的 DEX3-1 仅 7 个自由度，而 DEX5-1 已达 20 个自由度，应用潜力大幅提升。

（1）特斯拉Optimus 第一代灵巧手

特斯拉 Optimus 第一代灵巧手于 2022 年 10 月发布，单手拥有 11 个自由度（6 主动 + 5 被动），采用 “2 指少一关节” 的简化设计，通过 6 个空心杯电机模组（空心杯电机 + 行星减速箱 + 编码器）驱动，拇指分配 2 个执行器，其他四指各 1 个；传动方式为金属腱绳 + 蜗轮蜗杆，模拟人体肌腱结构实现柔性抓取，蜗轮蜗杆提供自锁功能以减少功耗，抓取力较大，但缺少侧摆自由度，无法实现精密抓取；感知方面仅配置基础力传感器和位置传感器，无触觉反馈。

特斯拉 Optimus 第二代灵巧手于 2023 年 12 月发布，单手仍保持 11 个自由度，但优化了关节控制逻辑；驱动方案延续空心杯电机模组，提升了扭矩控制精度；传动方式继续沿用腱绳 + 蜗轮蜗杆，增强了传动稳定性和力量输出；感知方面首次引入触觉传感器，覆盖指尖区域，实现精细力控与摩擦力感知。

2024 年 10 月，特斯拉推出 Optimus 第三代灵巧手，单手自由度增至 22 个（17 主动 + 5 被动），采用单指三级传动结构 —— 食指、中指、无名指各 4 个自由度，拇指和小指各 5 个自由度，接近人手 24 个自由度的水平。驱动端采用直流无刷电机 + 丝杠方案，执行器外移至前臂，单手执行器数量或达 17 个，单指负载能力提升至 25 公斤，控制精度与负载性能显著增强。传动系统采用丝杠 + 腱绳复合方案，丝杠优化动力传输效率，腱绳实现远距离柔性驱动。感知层面，全手覆盖触觉传感器（如 “接网球” 动作依赖实时触觉反馈），并集成 AI 视觉系统，可完成动态抓取任务。

（2）宇树科技灵巧手

宇树科技布局两款灵巧手产品：Dex3-1：7 个自由度（拇指3、食指2、中指 * 2），搭配 7 个运动关节，传动机构由 6 个微型无刷利空关节直驱和 1 个微型无刷力控关节齿轮驱动组成，单手配备 33 个触觉传感器，可与宇树 G1 人形机器人适配，实现各类复杂动作。

Dex5-1：单手 20 个自由度（拇指4、食指3、中指3、无名指3、小拇指 * 3），含 16 个主动自由度与 4 个被动自由度，每根手指关节支持反向驱动；传动端采用 12 个自研微型力控复合传动关节 + 4 个微型力控关节齿轮传动，单手集成 94 个触觉传感器，支持触觉算法二次开发。

（3）优必选Walker S2 的灵巧手

优必选工业机器人 Walker S2 的灵巧手具备 11 个自由度，搭载 6 个阵列式触觉压力传感器。凭借高强度轻量化设计，它既可以完成亚毫米级精密操作，又能在 0-1.8 米空间内托举 15kg 重物，满足工业级搬运作业需求。

3.3 灵巧手零部件需求高速增长

（4）星动纪元XHAND1 灵巧手

星动纪元的 XHAND1 灵巧手拥有 12 个主动自由度（拇指3、食指3、其余手指 * 2），采用纯齿轮准直驱传动方案（区别于行业欠驱动方案），每个关节可反驱，抗冲击能力突出。性能上，单指最大负载超 5kg，整手可举 25kg 重物；食指具备侧摆自由度（支持旋拧动作），拇指与小指可实现指对指抓握，提升操作稳定性。感知端，每个指尖配备阵列式高精度触觉传感器，可采集 120-300 个三维力信息（最小分辨率 0.05N），同时具备接触觉、滑动感知及温度感知能力（每个传感器含 20 个温度阵列）。

（5）魔法原子MagicHand S01 灵巧手

魔法原子自研的 MagicHand S01 灵巧手单手有 11 个自由度，手部负载达 5kg，作业场景下最高负载超 20kg，力分辨率可达 0.1N，可自主完成抓握与精细操作，适配工业、商业、家庭等多场景应用。

（6）灵巧智能 DexHand 021 量产版

灵巧智能的 DexHand 021 量产版是商用高自由度多模态感知灵巧手，单手 19 个自由度（12 主动 + 7 被动），单指负载 1kg，5 根手指可独立更换，配备位置、触觉、力觉传感器。它具备多样化操作能力，可实现掌内转魔方、多物体抓取、柱状 / 球形抓握、多指捏夹等超 15 种类人手动作。

（7）因时机器人灵巧手

因时机器人的末端执行器涵盖 RH56BFX、RH56DFX、RH56E2 系列灵巧手及伺服电动夹爪。其中RH56DFX 系列为仿人五指灵巧手，单指抓握力 1.5kg，重复定位精度 ±0.2mm，力分辨率 0.5N，整手仅重 540g，可完成抓取鸡蛋、水果、杠铃及握持杯子、工具等精细化作业。

（8）强脑科技 Revo 系列灵巧手

强脑科技推出两款仿生灵巧手：

• Revo1：单手承载 30KG，主动握力 6KG；触觉版采用仿人三维曲面造型，指尖触觉感应点可采集压力、摩擦力、受力方向等多维度信息，最小识别力≤1g，精度 0.01N，采样频率＞50HZ。

• Revo2：基于 Revo1 技术迭代，内置 6 个电机，11 个自由度，单手重 383g，主动握力 50N，负载 20kg；具备多维触觉感知、自定义手势、OTA 在线升级等功能，助力场景快速落地。

（9）帕西尼 DexH 系列灵巧手

帕西尼布局两款多维触觉灵巧手：

• DexH5 GEN1：四指结构，9 个自由度（5 主动 + 4 被动），采用空心杯电机驱动，融合轻量化复合材料与仿生设计，负载 4kg，单手集成 306 颗 ITPU 触觉传感单元，可完成握、捏、按等人手基础动作。

• DexH13 GEN2：业内首款 “多维触觉 + AI 视觉” 双模态灵巧手，16 个自由度（13 主动 + 3 被动），配备 800 万像素 AI 手眼相机（通过零样本位姿估计算法精准识别物体），搭载 1140 颗 ITPU 触觉传感单元（1mm 按压定位精度），负载 5kg，使用寿命超百万次按压，适用于物流、医疗、工业、商业、家庭等场景。

（10）灵心巧手系列产品

灵心巧手的灵巧手产品持续迭代，涵盖 L10、L20、L30 及高性价比 O7 系列，单手自由度 7-25 个，科研版 L30 更是达到全球最高 42 个自由度，适配各类开放式场景：

• Linker Hand L10：20 个自由度（10 主动 + 10 被动），负载 5kg，重复定位精度 ±0.20mm，拇指 / 四指抓握力 12N；

• Linker Hand L20：20 个主动自由度，负载 5kg，重复定位精度 ±0.20mm，拇指抓握力 15N，四指抓握力 10N；

• Linker Hand L30 直驱版：21 个主动自由度，负载 20kg，重复定位精度 ±0.20mm，拇指抓握力 15N，四指抓握力 10N；

• Linker Hand L30 腱驱版：25 个自由度（18 主动 + 7 被动），负载超 8kg，重复定位精度 ±0.20mm，拇指抓握力 9-20N，四指抓握力 10-20N；

• Linker Hand O7：17 个自由度（7 主动 + 10 被动），负载 5kg，重复定位精度 ±0.20mm，拇指 / 四指抓握力 12N。

（11）兆威机电仿生灵巧手

兆威机电的仿生灵巧手集结构、软硬件系统研发于一体，具备 17 个主动自由度，负载可达 3kg，指节电机独立驱动，指尖集成传感器，可实现精确定位与控制。该产品聚焦机器人领域，能与各类柔性机器人适配，凭借多自由度、高功率密度的特性，可完成复杂灵巧的抓握动作。

（12）雷赛智能灵巧手

雷赛智能的灵巧手产品持续迭代，最新推出的是 2025 年 6 月发布的 DH2015 高端型，拥有 20 个自由度（15 主动 + 5 被动）。其采用无刷空心杯伺服电机、FOC 电流环与力位混合控制算法，搭配耐碰撞结构设计，抓握寿命超 100 万次；标配 508 点阵触觉传感器，整手最大负载达 15kg，单指最大负载 5kg，可满足多样化抓取任务需求。

3.4 2035 年灵巧手行业空间有望达到 1356.74 亿元

2022-2024 年人形机器人进入密集发布期。相较于工业机器人，人形机器人在外形和运动方式上更贴近人类，具备头部、躯干、四肢、手部等结构，这种外形相似性为其在工业、服务等多领域的应用开辟了巨大潜力。行业发展早期人形机器人产品较少，代表性产品有波士顿动力的液压版 Atlas、优必选的 Walker 等；随着 AI 技术、执行器等机械技术及电池储能领域的进步，人形机器人行业快速发展，特斯拉 Optimus、宇树 H-1、小鹏 IRON 等产品相继亮相，行业进入密集发布阶段。

目前全球人形机器人产业呈现 “百花齐放” 的发展态势。除特斯拉外，海内外多家机器人企业也纷纷布局人形机器人产品：美国 Figure AI 发布 VLA 模型，其人形机器人 Figure 02 依靠先进视觉识别技术，可精准识别快递包裹并完成抓取、摆放操作；挪威 1X Technologies 的人形机器人 NEO 定位于家用消费市场，计划 2025 年生产数千台，2028 年实现数百万台的产量规模。

国内人形机器人产业蓬勃发展，商业化前景广阔。宇树 Unitree G-1 首发价格仅 9.9 万元，可完成跳舞、武打等高难度动作；智元机器人在动力、感知、通信、控制等领域技术成熟，能承接多样化任务；傅利叶机器人拥有 53 个自由度，支持可拆卸换电方案，续航能力更优，可充分满足运动场景需求。

2030 年、2035 年灵巧手行业空间分别有望达到 207.28 亿元、1356.74 亿元。受益于人形机器人产业化的规模化落地，灵巧手行业空间呈高速增长趋势。经测算，2025 年、2030 年、2035 年灵巧手行业空间分别为 13.62 亿元、207.28 亿元、1356.74 亿元；2025-2030 年复合年均增长率（CAGR）为 72.38%，2030-2035 年 CAGR 为 45.61%，整体呈现高速增长态势。

➢ 如欲获取完整版PDF文件，可以关注钛祺汽车官网—>智库，也可以添加钛祺小助理微信，回复“报告名称：人形机器人系列报告：人形机器人末端执行器，灵巧手产业化加速落地 ”。

点击下方，查看近期热门行业研究报告